2023届高考化学—— 化学反应原理综合（一）专项小练（解析版） WORD版含解析.docx

1、化学反应原理综合(一)1(2021届河北高三一模)氨在国民经济中占有重要地位，氨的用途十分广泛，是制造硝酸和化肥的重要原料。(1)合成氨工业中，合成塔中每产生2 mol NH3，放出92.2 kJ热量。1 mol NH键形成所释放的能量约等于_kJ。(2)标准平衡常数中，p为标准压强(1105 Pa)，p(NH3)、p(N2)和p(H2)为各组分的平衡分压，如p(NH3)=x(NH3)p，p为平衡总压，x(NH3)为平衡系统中NH3的物质的量分数。当N2和H2的起始物质的量之比为13时，反应N2(g)3H2(g) 2NH3(g)在恒定温度和标准压强下进行，NH3的平衡产率为，则K=_(用含的最

2、简式表示)。(3)工业生产尿素原理是以NH3和CO2为原料合成尿素CO(NH2)2，反应的化学方程式为2NH3(g)CO2(g) CO(NH2)2(l)H2O(l)，该反应的平衡常数和温度关系如图1所示：H_0(填“”“”或“=”)。在一定温度和压强下，若原料气中NH3和CO2的物质的量之比(氨碳比)，图2是氨碳比(x)与CO2平衡转化率()的关系。B点比A点CO2平衡转化率大的原因是_。图2中的B点处，NH3的平衡转化率为_。【答案】(1)391 (2) (3) B点与A点相比，c(NH3)增大，平衡正向移动，CO2转化率增大 32 【解析】(1)根据反应 N2(g)3H2(g) 2NH3(

3、g)及H=E(反应物键能)-E(生成物键能)，H=1945.8+3436-6E(N-H)=92.2，解得1 mol NH键形成所释放的能量约等于391。(2) 根据方程式列三段式：， (3)根据图像1得出温度升高，K减小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，K与T成反比说明该反应式放热反应，则H0。根据，当x越大时，说明氨气相对二氧化碳来说浓度增大，导致平衡向正反应方向移动，故CO2平衡转化率增大。根据方程式列三段式：，。2以高纯H2为燃料的质子交换膜燃料电池具有能量效率高、无污染等优点，但燃料中若混有CO将显著缩短电池寿命。(1)以甲醇为原料制取高纯H2是重要研究方向。甲醇水蒸气重整制氢主要发

4、生以下两个反应：主反应：CH3OH(g) + H2O(g) =CO2(g) + 3H2(g) H = +49 kJmol1副反应：H2(g) + CO2(g) CO(g) + H2O(g) H=+41 kJmol1甲醇蒸气在催化剂作用下裂解可得到H2和CO，则该反应的热化学方程式为_，既能加快反应速率又能提高CH3OH平衡转化率的一种措施是_。分析适当增大水醇比对甲醇水蒸气重整制氢的好处是_。(2)工业上用CH4与水蒸气在一定条件下制取H2，原理为：CH4(g) + H2O(g)CO(g) + 3H2(g) H = + 203 kJmol1该反应逆反应速率表达式为：v逆=kc(CO) c3(H

5、2)，k 为速率常数，在某温度下测得实验数据如表：CO浓度(molL1)H2浓度(molL1)逆反应速率(molL1min1)0.05c14.8c2c119.2c20.158.1由上述数据可得该温度下，该反应的逆反应速率常数 k为_L3mol3min1。在体积为3 L的密闭容器中通入物质的量均为3 mol的CH4和水蒸气，在一定条件下发生上述反应，测得平衡时H2的体积分数与温度及压强的关系如图所示：则压强Pl_P2(填“大于”或“小于”)；N点v正_M点v逆(填“大于”或“小于”)； (3)和生成的反应为，标准平衡常数，其中为标准压强()，、和为各组分的平衡分压，如，为平衡总压，为平衡系统中的

6、物质的量分数。已知起始时向一密闭容器中投入 和 ，反应 在恒定温度和标准压强下进行，的平衡产率为，则该反应的_(用含的代数式表示)。下图中可以表示标准平衡常数随温度的变化趋势的是_(填字母)【答案】(1) CH3OH(g) = CO(g) + 2H2(g) H = +90 kJmol1 升温 提高甲醇的利用率，有利于抑制CO的生成或抑制副反应发生 (2) 1.2104 大于 小于 (3)4(2-)/3(3)1/2(1-)2 D【解析】(1)已知I CH3OH(g) + H2O(g) =CO2(g) + 3H2(g) H = +49 kJmol1；II H2(g) + CO2(g) CO(g)

7、+ H2O(g) H=+41 kJmol1；根据盖斯定律，I+II可得 CH3OH(g) =CO(g) + 2H2(g) 则H =+49 kJmol1+ +41 kJmol1=+90 kJmol1，故甲醇蒸气裂解得到H2和CO的化学方程式为CH3OH(g) =CO(g) + 2H2(g) 则H =+49 kJmol1+ +41 kJmol1=+90 kJmol1；反应为吸热反应，升高温度既能加快化学反应速率同时可以促使反应正向进行，提高CH3OH平衡转化率，而增大压强能加快化学反应速率，但对正反应不利，所以既能加快反应速率又能提高CH3OH平衡转化率的一种措施是升高温度；适当增大水醇比(nH2

8、O：nCH3OH)，可视为增大H2O的量，能使CH3OH转化率增大，生成更多的H2，抑制转化为CO的反应的进行，所以适当增大水醇比(nH2O：nCH3OH)对甲醇水蒸气重整制氢的好处为：提高甲醇的利用率，有利于抑制CO的生成；(2)根据反应的逆反应速率表达式为 V逆=kc(CO)c3(H2)可知：4.8=k0.05C13；19.2= k c2C13；两个式子相除，得到c2=0.2，再根据第三组数据进行计算，8.1= k0.20.153，解之得k= 1.2104 L3mol-3min-1；由反应方程式知，该反应为体积增大的反应，温度不变时时，减小压强，平衡向正方向移动，H2的体积分数增大，则从图

9、象可以看出，压强Pl大于P2；温度T3小于T4，温度越高，反应速率越快，N点反应温度低于M点温度，则N点v正小于M点v逆；(3)如果a/2molN2和3a/2mol H2完全反应则生成amolNH3，NH3的平衡产率为，则生成的n(NH3)=amol，则：反应 开始(mol) 0.5a 1.5a 0反应(mol) 0.5a 1.5a a平衡(mol) 0.5a(1-) 1.5a(1-) a平衡混合气体总物质的量=0.5a(1-)+1.5a(1-)+amol=a(2-)mol，标准平衡常数=；该反应为放热反应，所以升高温度，平衡向逆方向进行，减小，纵坐标为lg，横坐标为温度，则该曲线为D。3(2

10、021届江苏无锡市高三期中)脱除烟气中的氮氧化物(主要是指NO和NO2)可以净化空气、改善环境，是科学家研究的重要课题。(1)CH4催化还原法。主要发生以下反应：反应CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)H1=-574kJmol-1反应CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)H2=-1160kJmol-1反应CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)H3H3=_kJmol-1在一恒容装置中，通入一定量CH4和NO2发生反应，测得在相同时间内和不同温度下，NO2的转化率(NO2)如图-1，则下列叙述正确的

11、是_。A若温度维持在200更长时间，NO2的转化率将大于19%B反应速率：b点的v(逆)e点的v(逆)C平衡常数：c点=d点D在时间t内，提高b点时NO2的转化率和反应速率，可适当升温或增大c(CH4)(2)氨气选择性催化还原法。主要反应为：4NH3(g)+4NO(g)+O2(g) 4N2(g)+6H2O(g) H=-1625.5kJmol-1；氨氮比会直接影响该方法的脱硝率。350时，只改变氨气的投放量，氨气的转化率与氨氮比的关系如图-2所示。当1.0时，烟气中NO浓度反而增大，主要原因是_。(3)臭氧氧化法。各物质的物质的量随时间的变化如图-3所示，X为_(填化学式)。(4)直接电解吸收法

12、。用6%的稀硝酸吸收NOx生成HNO2(一元弱酸)，再将吸收液导入电解槽电解，使之转化为硝酸。电解装置如图-4所示。图中b应连接电源的_(填“正极”或“负极”)。a电极反应式为_。【答案】(1)-867 AD (2)过量氨气与氧气反应生成NO (3)N2O5 (4)负极 H2O+HNO2-2e-=NO3-+3H+ 【解析】(1)已知：反应：CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)H1=-574kJmol-1反应：CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)H2=-1160kJmol-1反应：CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO

13、2(g)+2H2O(g)H3根据盖斯定律可知(反应+反应)即得到反应的H3=867kJmol-1；图为测得在相同时间内，在不同温度下NO2的转化率，温度400、500转化率最大，处于平衡状态，之前没有到达平衡，之后升高温度，转化率降低，平衡逆向移动。A项，图中200时，反应没有到达平衡，向正反应进行，温度维持在200更长时间，NO2的转化率将大于19%，故A正确；B项，b点反应向正反应进行，e处于平衡状态，且E温度高，故b点的v(逆)e点的v(逆)，故B错误；C项，c、d温度不同，平衡常数不同，故C错误；D项，增大反应物浓度可以加快反应速率，提高其他物质的转化率，b向正反应进行，当升温可以加快

14、速率，反应继续向正反应进行并到达平衡，故D正确；故选AD；(2)由于过量氨气与氧气反应生成NO，所以当1.0时，烟气中NO浓度反而增大；(3)根据图-3可知，反应物是NO2和O3，O2和X为生成物，发生反应为NO2(g)+O3(g)X+O2(g)，物质的变化量之比等于化学计量数之比，根据图象可知，n(O3)：n(NO2)：n(O2)：n(X)=2：4：2：2=1：2：1：1，则配平后的反应为：2NO2(g)+O3(g)X+O2(g)，根据质量守恒可知，X分子中含有2个N原子和5个O原子，则X的化学式为N2O5；(4)用6%的稀硝酸吸收NOx生成HNO2(一元弱酸)，再将吸收液导入电解槽电解，使

15、之转化为硝酸，反应中亚硝酸被氧化为硝酸，a电极是阳极，b电极是阴极，图中b应连接电源的负极。a电极是阳极，亚硝酸转化为硝酸，反应式为H2O+HNO2-2e-=NO3-+3H+。4(2021届江苏南通市高三期中)研究和深度开发 CO、CO2 的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。回答下列问题：CO 可用于高炉炼铁已知： Fe3O4(s)+4CO(g)=3Fe(s)+4CO2(g) H1akJ/mol；3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) H2bkJ/mol；则反应 Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)的 H3_ kJ/mol(用含 a、b 的

16、代数式表示)。一定条件下，CO2 和 CO 可以互相转化(1)某温度下，在容积为 2 L 的密闭容器按甲、乙两种方式投入反应物发生反应：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)。容器反应物甲8molCO2(g)、16molH2(g)乙wmolCO2(g)、xmolH2(g)、ymolCO(g)、zmolH2O(g)甲容器 15min 后达到平衡，此时 CO2 的转化率为 75%则 015min 内平均反应速率 v(CO2)_ mol/(Lmin)，此条件下该反应的平衡常数 K_ 。欲使平衡后乙与甲中相同组分气体的体积分数相等，则、x、y、z 需满足的关系是 y _z(填“”、“”“

17、p1p2p3 (3)=K 【解析】已知：Fe3O4(s)+4CO(g)3Fe(s)+4CO2(g) H1=akJ/mol；3Fe2O3(s)+CO(g)2Fe3O4(s)+CO2(g) H2=bkJ/mol；根据盖斯定律：可得Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)，故H3=kJ/mol；(1)甲容器15min后达到平衡，此时CO2的转化率为75%，则转化CO2为8mol75%=6mol，列三段式： 则015min内平均反应速率v(H2)=0.2mol/(Lmin)；此条件下该反应的平衡常数K=1.8；欲使平衡后乙与甲中相同组分气体的体积分数相等，则将乙中CO和H2O转化为与

18、甲初始物质一样使满足与甲中投入量等比例，甲的初始投入量为8molCO2(g)、16molH2(g)，则乙转化后应只有CO2(g)和H2(g)，故y=z；同时转化为满足n(CO2)：n(H2)=8：16=1：2，则有(w+y)：(x+y)=1：2，解得y=x-2w；(2)温度升高，有利于吸热方向，根据图，一定压强下，温度升高，乙苯的平衡转化率增大，即正方向为吸热方向，故反应的H0；又反应“C6H5CH2CH3(g)+CO2(g) C6H5CH=H2(g)+CO(g)+H2O(g)为气体体积增大的反应，压强增大，平衡向着逆方向，乙苯的平衡转化率减小，故p1p2p3；(3)CO可被NO2氧化：CO+

19、NO2CO2+NO已知：v正=k正c(CO)c(NO2)、v逆=k逆c(CO2)c(NO)，平衡时：v正=v逆，故k正c(CO)c(NO2)=k逆c(CO2)c(NO)，=K。5(2021届河北路南区唐山一中高三期中)氮、碳氧化物的排放会对环境造成污染。多年来化学工作者对氮、碳的氧化物做了广泛深入的研究并取得一些重要成果。I已知2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的反应历程分两步：第一步：2NO(g) N2O2(g)(快) H10；v1正=k1正c2(NO)； v1逆=k1逆c(N2O2)第二步：N2O2(g)+O2(g) 2NO2(g)(慢 ) H20；v2正=k2正c(N2O2)c(O

20、2)； v2逆=k2逆c2(NO2)在两步的反应中，哪一步反应的活化能更大_(填“第一步”或“第二步”)。一定温度下，反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)达到平衡状态，请写出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常数表达式K=_；II(1)利用CO2和CH4重整不仅可以获得合成气(主要成分为CO、H2)，还可减少温室气体的排放。已知重整过程中部分反应的热化方程式为：CH4(g)=C(s)+2H2(g) H10CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) H20CO(g)+H2(g)=C(s)+H2O(g) H30则反应CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)的H

21、=_(用含H1、H2、H3的代数式表示)(2)在密闭容器中通入物质的量均为0.1mol的CH4和CO2，在一定条件下发生反应CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)，CH4的平衡转化率与温度及压强(单位Pa)的关系如图所示。y点：v(正)_v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)。已知气体分压(p分)=气体总压(p总)气体的物质的量分数。用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp，求x点对应温度下反应的平衡常数Kp=_。III设计如图装置(均为惰性电极)电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7，图中电解制备过程的总反应化学方程式为_。【答案】(1)I第二步 H1+H2-H3大于

22、 III4Na2CrO4+4H2O2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2+O2 【解析】I2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的两步反应历程中第一步快、第二步慢，慢反应活化能更大，所以第二步反应活化能更大；反应达到平衡状态，则v1正=v1逆，v2正=v2逆，即k1正c2(NO)=k1逆c(N2O2)，k2正c(N2O2)c(O2)=k2逆c2(NO2)，2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的平衡常数K=；II(1)已知：CH4(g)=C(s)+2H2(g) H10CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) H20CO(g)+H2(g)=C(s)+H2O(g) H30根据盖斯定律，

23、反应+反应-反应即可得CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)的H=H1+H2-H3；(2) 由图乙可知，y点在x点的正下方，x点在CH4的平衡转化率曲线上，相同条件下，平衡时物质的转化率最大，而转化率：yx，则y点的反应正向进行，即v(正)大于v(逆)；由图乙可知，x点对应温度下CH4的平衡转化率为50%，根据三段式：平衡常数K=；IIICrO42-在酸性条件下转化为Cr2O72-，电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7，应在酸性条件下进行，即右侧电极生成H+，则消耗OH-，发生氧化反应，右侧为阳极，连接电源的正极，左侧为阴极，连接电源负极；电解制备过程的总反应方程式为：4

24、Na2CrO4+4H2O2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2+O2。6(2021届浙江省稽阳联谊学校高三联考)探究硫及其化合物的转化，有现实意义。相关反应：I 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) H1 II 2NO(g)+O2(g)2NO2(g) H 2III NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) H3(1)一定温度下，压强恒定的密闭容器中发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，下列说法正确的是_AH10，反应I在较低温能自发进行B反应混合气组分中SO2和SO3分压比不变，可作为达到化学平衡状态的判据C若向反应体系中充入一定量NO2气体，有利于提高SO3的平衡产

25、率D增大O2分压可提高SO2的平衡转化率(2)精制炉气各组分的体积分数SO27%、O211%、N282%，选择五氧化二钒(V2O5)作催化剂合成SO3，SO2的平衡转化率与反应温度和压强的关系如图。实际生产选择图中A点的反应条件，不选择B、C点理由分别是_。计算，D点SO3的分压是_Mpa(结果保留两位有效数字)(3)已知：标准生成焓：在298K，100kPa条件下，由最稳定的单质生成单位物质的量的纯物质的热效应。反应H=生成物的标准生成焓总和反应物的标准生成焓总和。物质标准生成焓fHmkI/mol物质标准生成焓fHmkI/molO2(g)0SO2(g)-296.9N2(g)0SO3(g)-3

26、95.2S(斜方硫，s)0NO(g)89.9NO2(g)33.9反应III NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) H3=_kJ/mol(4)煤炭燃烧采用钙基固硫技术可减少SO2排放，但煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，降低了脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下：反应I CaSO4(s)+CO(g)CaO(s) + SO2(g) + CO2(g) H1=218.4kJmol-1反应II CaSO4(s)+4CO(g)CaS(s) + 4CO2(g) H2=-175.6kJmol1某温度下，若反应I的速率远大于反应II，反应I、II的反应物的初始能量相等，请在图中

27、画出反应II的过程能量变化示意图：_。【答案】(1)ABD (2)C点，温度低，影响催化剂活性；B点，平衡转化率提高的余地小，增大压强需增加投入 6.510-2 (3)-42.3 (4) 【解析】(1)反应I若吸热，该反应的S0，H10，G=H1-TS0，则不能自发进行；若满足H10，低温，该反应的S0，G=H1-TS0，可自发进行，故A符合题意；B项，达到化学平衡状态时，SO2分压和SO3分压不变，SO2和SO3分压比也不变，故SO2和SO3分压比不变，可作为达到化学平衡状态的判据，故B符合题意；C项，NO2是反应I的催化剂，不影响SO3的平衡产率，故C不符合题意；D项，增大O2分压使平衡正

28、向移动，可提高SO2的平衡转化率，故D符合题意；故选ABD；(2)C点，温度低，影响催化剂活性；B点，平衡转化率提高的余地小，增大压强需增加投入；D点总压仍为1MPa，SO2转化7%90%=6.3%，O2转化3.15%，SO3生成6.3%，总和为96.85%，SO3的体积分数为=6.510-2，SO3的分压为1MPa6.510-2=6.510-2MPa；(3)由盖斯定律推断，反应H=生成物的标准生成焓-反应物的标准生成焓，代入数据：H=(-395.2kJ/mol)+89.9kJ/mol -33.9kJ/mol+(-296.9kJ/mol)=-42.3kJ/mol；(4)反应的速率远大于反应，活

29、化能反应的速率远小于反应，反应吸热，生成物能量高于反应物，反应放热，生成物能量应低于反应物，反应II的过程能量变化示意图为：。7(2021届浙江省温州市高三适应性测试)二氧化碳催化加氢合成乙烯在环境保护、资源利用、战略需求等方面具有重要意义。 CO2和H2 在铁系催化剂作用下发生化学反应： I2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g)H1 IICO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)H20 请回答下列问题：(1)反应I能自发进行，则 H1 _0(填“”或“”或“=”)；该反应自发进行的条件是_。(2)在密闭容器中通入1mol CO2和3molH2，在铁系催化剂作用下

30、进行反应，CO2的平衡转化率随温度和压强的变化如图所示。下列说法正确的是_A由图1可知：0.1MPa下，200550时以反应I为主，550以后以反应II为主B反应II化学方程式前后物质的化学计量数之和相等，所以反应II的S等于零C恒温恒压下，容器内气体的密度不变时，说明反应已达平衡D其他条件不变，将CO2和H2的初始物质的量比改变为2：3，可提高CO2平衡转化率图1中点M(350，70)、此时乙烯的选择性为(选择性：转化的CO2中生成C2H4和CO的百分比)。计算该温度时：反应II的平衡常数Kc =_。在图1中，温度大于800时，随着压强的增大，CO2的平衡转化率减小，请解释原因_。(3)有研

31、究表明，在铁系催化剂作用下反应I分两步进行：i CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)慢 ii 2CO(g)+4H2(g) C2H4 (g)+2H2O(g)快在图2中画出反应I分两步进行的“能量反应过程图”。起点从2CO2(g)+6H2(g)开始_。【答案】(1) 低温 (2)AC 或0.62或0.615 温度高于800时，以反应II为主，压强增大，平衡不移动。但压强增大，使反应I 平衡正移，水蒸气浓度增大，CO2和H2浓度减小，从而导致反应II平衡逆移，所以CO2的平衡转化率减小 (3) 【解析】(1)反应I能自发进行，G=H1-TS0，由于该反应的气体的分子数减小，故S0，则

32、H10；在低温下该反应能自发进行的；(2)A项，由图1可知：0.1MPa下，随温度的升高，200550时二氧化碳的转化率减小，由于反应I的H10，以反应I为主；550以后随温度的升高，二氧化碳的转化率增加，由于反应II的H10，以反应II为主，故A符合题意；B项，反应II化学方程式前后物质的化学计量数之和相等，但反应II的S不等于零，故B不符合题意；C项，气体的密度=，恒温恒压下，气体的密度是一个变值，故容器内气体的密度不变时，说明反应已达平衡，故C符合题意；D项，在密闭容器中通入1molCO2和3molH2，其他条件不变，将CO2和H2的初始物质的量比改变为2：3，增加了CO2的物质的量，由

33、于外界条件的影响大于平衡的移动，CO2平衡转化率是降低的，故D不符合题意；故选AC；在密闭容器中通入1molCO2和3molH2，反应CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)，图1中点M(350，70)，即350时二氧化碳的平衡转化率为70%，转化的二氧化碳的物质的量为1mol70%=0.7mol，乙烯的选择性为，则转化为乙烯的二氧化碳的物质的量为0.7mol=0.5mol，转化为一氧化碳的二氧化碳的物质的量为0.7mol-0.7mol=0.2mol，根据化学方程式，列出三段式； 平衡时一氧化碳的物质的量为0.2mol，水蒸气的物质的量为0.2mol+1mol=1.2mol，二氧化碳

34、的物质的量为1mol-0.2mol-0.5mol=0.3mol，氢气的物质的量为3mol-0.2mol-1.5mol=1.3mol，反应II的平衡常数Kc = =(或0.62或0.615)；温度高于800时，以反应II为主，压强增大，平衡不移动。但压强增大，使反应I 平衡正移，水蒸气浓度增大，CO2和H2浓度减小，从而导致反应II平衡逆移，所以CO2的平衡转化率减小；(3)慢反应为吸热反应，快反应为放热反应，起点从2CO2(g)+6H2(g)开始，第一步得到的产物应该为：2CO(g)+2H2O(g)+6H2(g)，第二步得到的产物应该为： C2H4(g)+4H2O(g)， “能量反应过程图”可

35、以表示为： 。8(2021届浙江省高三高考选考科目联考)甲醇是重要的能源以及化工原料。(1)已知：(I)CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(g) H1=-442.8kJmol-1(II)2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) H2=-566.0kJmol-1(III)H2O(l)=H2O(g) H3=44.0kJmol-125C时，甲醇完全燃烧的热化学方程式为_。(2)工业上利用CO2和H2制甲醇：(IV)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H=-49kJmol-1。借助高分子选择性吸水膜可有效提高CO2平衡利用率。其原因是_。下列关于反应IV的说法正确

36、的是_(填序号)。A有利于减少碳排放，体现了绿色化学思想B充分反应后，放出热量可能大于49kJC降低温度可提高CH3OH含量，工业生产时应控制低温D当气体密度保持不变时，反应一定达到平衡状态(3)经研究发现，反应IV分两步完成：(V)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)(VI)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H0当1molCO2和3molH2投入密闭容器中，当反应V、VI达到平衡后，经测定容器中n(CO2)=n(CO)，n(H2)=n(H2O)。则混合气体中水蒸气的体积分数为_。下列关于反应VI的图像，不正确的是_(填序号)。经研究发现，反应VI的速率显著低于反应V，请画

37、出反应过程中CO的浓度随时间的变化_。【答案】2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) H=-1627.6kJ/mol H2O被吸收，使平衡右移。提高CO2的利用率 AB (或0.3125或0.31) AC 【解析】【分析】应用盖斯定律，结合已知条件，可计算出新的热化学方程式；结合图示信息、运用影响速率的因素、勒夏特列原理等可判断说法是否正确；根据已知条件、通过三段式可计算成分的含量；【详解】(1)已知：(I)CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(g) H1=-442.8kJmol-1，(II)2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) H2=-566.0k

38、Jmol-1，(III)H2O(l)=H2O(g) H3=44.0kJmol-1则按盖斯定律，由 2(I)+ (II)-4(III)可得2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) H；则H =2H 1+ H 2-4H3=-1627.6kJ/mol；甲醇完全燃烧的热化学方程式为：2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) H=-1627.6kJ/mol ；(2)借助高分子选择性吸水膜，可吸收水，降低H2O(g)浓度，则CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) 向右移动，能有效提高CO2平衡利用率；关于反应IVCO2(g)+3H2(g)

39、 CH3OH(g)+H2O(g) H=-49kJmol-1：A吸收了二氧化碳，有利于减少碳排放，体现了绿色化学思想，A正确；B 当反应消耗的二氧化碳大于1mol时，放出热量大于49kJ，B正确；C 反应放热，降低温度可使平衡右移，提高CH3OH含量，但是温度降低，反应速率下降，则不利于提高产量，应综合经济效率，选择适当高的温度而不是控制低温，C错误；D若反应在恒温恒容的密闭容器中进行时，气体密度始终保持不变，故密度不变不一定达到平衡状态，D错误；故选AB；(3)当1molCO2和3molH2投入密闭容器中，当反应V、VI达到平衡后，经测定容器中n(CO2)=n(CO)，n(H2)=n(H2O)

40、。则：设水蒸气的物质的量n(H2O)=x， 按已知条件：n(CO2)=n(CO)，则，得，则平衡时，n(CO2)=n(CO)= ，n(H2)=n(H2O)=，nCH3OH(g)=，混合气体中水蒸气的体积分数为 ；下列关于反应VICO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H0：A项，正反应是放热反应，升温平衡左移，K变小，但，通常不是线性变化，A错误；B项，温度升高，正、逆反应速率均增加，逆反应速率增加得更快， B正确；C项，CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H0是放热反应，C错误；D项，当=2时，符合化学方程式计量数，当小于2且逐渐增大时，既有利于平衡右移同时随着甲醇不断生成、有利于增

41、大 混合气体中甲醇含量，大于2且越大时，虽有利于平衡右移、有利于提高CO转化率，但混合气体中甲醇含量呈下降趋势，D正确；则答案为AC；经研究发现，反应VI的速率显著低于反应V，则一开始反应(V)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)为主，CO从无到有，浓度不断增大，等大部分二氧化碳基本消耗以后，反应(VI)CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)为主，则CO浓度就逐渐减小直到处于平衡状态时浓度不再变化。故反应过程中CO的浓度随时间的变化为：。9(2021届浙江省杭州市建人高复高三模拟)(1)煤气化制合成气(CO和H2)已知：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H2131.3k

42、Jmol1C(s)2H2O(g)=CO2(g)2H2(g)H290kJmol1则一氧化碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是_(2)由合成气制甲醇合成气CO和H2在一定条件下能发生反应：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H0。在容积均为VL的甲、乙、丙、丁四个密闭容器中分别充入amolCO和2amolH2，四个容器的反应温度分别为T1、T2、T3、T4且恒定不变。在其他条件相同的情况下，实验测得反应进行到tmin时H2的体积分数如图所示，则T3温度下的化学平衡常数为_(用a、V表示)图反映的是在T3温度下，反应进行tmin后甲醇的体积分数与反应物初始投料比的关系，请画出T4温度下

43、的变化趋势曲线。_在实际工业生产中，为测定恒温恒压条件下反应是否达到平衡状态，可作为判断依据的是_A容器内气体密度保持不变 BCO 的体积分数保持不变C气体的平均相对分子质量保持不变 Dc(H2)=2c(CH3OH)(3)由甲醇制烯烃主反应：2CH3OHC2H42H2O i； 3CH3OHC3H63H2O ii副反应：2CH3OHCH3OCH3H2O iii某实验室控制反应温度为400，在相同的反应体系中分别填装等量的两种催化剂(Cat.1和Cat.2)，以恒定的流速通入CH3OH，在相同的压强下进行甲醇制烯烃的对比研究，得到如下实验数据(选择性：转化的甲醇中生成乙烯和丙烯的百分比)由图像可知

44、，使用Cat.2反应2h后甲醇的转化率与乙烯和丙烯的选择性均明显下降，可能的原因是(结合碰撞理论解释)_【答案】(1)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) H=-41.3 kJmol-1 (2)539V2/27a2 ABC (3)该条件下2h后催化剂失活，甲醇转化率较低；Cat.2显著降低反应iii的活化能，提高活化分子百分数，相同时间内快速生成副产物二甲醚，目标产物选择性下降 【解析】(1)将第2个方程式减去第1个方程式，得到一氧化碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是CO(g)+H2O=CO2(g)+H2(g) H=41.3 kJmol1(2)根据题意，列出下面“三

45、段式”：，解得，则；该反应是放热反应，根据图得出反应在tmin时，T2温度H2的体积分数最低，T3、T4温度高，H2的体积分数高，说明平衡逆向移动，图反映的是在T3温度下，反应进行tmin后甲醇的体积分数与反应物初始投料比的关系，则T4温度甲醇的量比T3温度甲醇的量小，即变化趋势曲线。；A项，恒温恒压条件，容器内气体密度等于气体质量除以容器体积，气体质量不变，容器体积减小，密度增大，因此可作为判断平衡的标志，故A符合题意；B项，开始阶段CO的体积分数不断减小，当体积分数不变，则可作为判断平衡的标志，故B符合题意；C项，气体的平均相对分子质量等于气体质量除以气体的物质的量，气体质量不变，气体的物

46、质的量减小，气体的平均相对分子质量增大，当保持不变可作为判断平衡的标志，故C符合题意；D项，c(H2) = 2c(CH3OH)，不能用浓度比例来判断平衡的标志，故D不符合题意；故选ABC。由图像可知，使用Cat.2反应2h后甲醇的转化率与乙烯和丙烯的选择性均明显下降，可能的原因是，根据第一个图得出该条件下2h后催化剂失活，甲醇转化率较低，第二个图得出Cat.2显著降低反应iii的活化能，提高活化分子百分数，相同时间内快速生成副产物二甲醚，生成乙烯、丙烯目标产物选择性下降。10(2021届浙江省衢州、湖州、丽水高三教学质量检测)研究CO还原NOx对环境的治理有重要意义，相关的主要化学反应有： N

47、O2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g) H1 2NO2(g)+4CO(g)N2(g)+4CO2(g) H20 2NO(g)+2CO(g)N2 (g)+2CO2 (g) H30(1)已知：每1mol下列物质分解为气态基态原子吸收的能量分别为NO2COCO2NO819kJ1076kJ1490kJ632kJ根据上述信息计算H1=_kJmol1。下列描述正确的是_。A在绝热恒容密闭容器中只进行反应，若压强不变，能说明反应达到平衡状态B反应 H0，S0；该反应在低温下自发进行C恒温条件下，增大CO的浓度能使反应的平衡向正向移动，平衡常数增大D上述反应达到平衡后，升温，三个反应的逆反应速率均一直增

48、大直至达到新的平衡(2)在一个恒温恒压的密闭容器中， NO2和CO的起始物质的量比为12进行反应，反应在无分子筛膜时二氧化氮平衡转化率和有分子筛膜时二氧化氮转化率随温度的变化如图所示，其中分子筛膜能选择性分离出N2。二氧化氮平衡转化率随温度升高而降低的原因为_。P点二氧化氮转化率高于T点的原因为_。(3)实验测得，V正k 正c2(NO)c2(CO) ，V逆k逆c(N2)c2(CO2) (k正、k逆为速率常数，只与温度有关)。一定温度下，向体积为1L的密闭容器中充入一定量的NO和CO，只发生反应，在tl时刻达到平衡状态，此时n(CO)=0.1mol，n(NO)=0.2mol，n(N2)=amol

49、，且N2占平衡总体积的1/4则：=_。在t2时刻，将容器迅速压缩到原容积的1/2，在其它条件不变的情况下t3时刻达到新的平衡状态。请在图中补充画出t2-t3-t4时段，正反应速率的变化曲线_。【答案】(1)-227 AB (2)反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动(或平衡常数减小) 分子筛膜从反应体系中不断分离出N2，有利于反应正向进行，二氧化氮转化率升高 (3)270 (起点的纵坐标为16，t3时刻达到平衡，t3- t4处于平衡状态与已有线平齐) 【解析】(1) H1=E反应物-E生成物=819+1076-1490-632=-227kJ/mol；A项，反应前后气体系数不变，如果是恒温恒容，

50、无论平衡是否移动，容器中的压强均不变，换为绝热容器后，随着反应的正向进行，反应放出热量，体系温度升高，等量气体的压强随之增大，此时压强是变量，可以作为平衡的依据，A项正确；B项，当H-TS”或“”)，该反应应选择_高效催化剂(填“高温”或“低温”)。(2)若T1时将 6molCO2 和 8molH2 充入 2L 密闭容器中发生上述反应，初始压强为 p0 kPa，测得H2 的物质的量随时间变化如下图 1 中状态 I。图中数据 A(1，6)代表在 1min 时H2 的物质的量是6mol。T1时，该反应的平衡常数 KP= _(对于气相反应，用某组分 B 的平衡压强 p(B)代替物质的量浓度 c(B)

51、也可表示平衡常数，记作 Kp，如 p(B)=px(B) ，p 为平衡总压强，x(B)为平衡体系中 B 的物质的量分数)。其他条件不变，仅改变某一条件后，测得 H2 的物质的量随时间变化如图状态 II、状态 III 所示。则状态 III 改变的条件可能是_。反应达到平衡后，保持其他条件不变，在 t1 时刻迅速将容器体积压缩至 1L，请在图 2 中 画出t1 时刻后 正(H2)的变化趋势图_。(3)目前二氧化碳加氢合成甲醇常选用铜基催化剂(CuO/ZnO/Al2O3)，在相同氢碳比n(H2)/n(CO2) 下，某研究小组对催化剂组分的不同配比(假设为 Cat1、Cat2、Cat3)进行了对比研究，

52、结果如图所示。催化效率最佳的催化剂是_，工业生产中最佳温度是_K。温度高于T4K 时，以 Cat2为催化剂，CO2转化率下降的原因可能是 _。【答案】(1) 低温 (2)(也可) 升高温度 (3)Cat1 T3 催化剂失活 【解析】(1)H= Ea(正)-Ea(逆)，CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g) H= -58kJmol -1，故上述反应中的活化能Ea(正)Ea(逆)，该反应是熵减、放热反应，按能自发反应，故能低温自发，应选择低温高效催化剂；(2) T1时，状态达到平衡时氢气的物质的量为2mol，则 ，则 ，化学平衡常数因为，所以；从图象可知：在8min达到平衡，在5mi

53、n达到平衡，说明反应速率加快，可为升高温度，加催化剂，增大压强，平衡时氢气的物质的量比大，说明平衡逆向移动，该反应放热反应，升高温度，平衡逆向移动，催化剂不影响平衡，该反应是个气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，故状态 III 改变的条件可能是升高温度；反应达到平衡后，保持其他条件不变，在 t1时刻迅速将容器体积压缩至 1L，则在 t1时刻，正逆反应速率变大，但反应物浓度小于起始浓度，故比起始速率小，正大压强平衡正向移动，故移动过程中正反应速率又有所减小，新平衡时速率比旧平衡时大，则 正(H2)的变化趋势图为：；(3)由图知，催化效率最佳的催化剂是Cat1；T3和T4时二氧化碳转化率几

54、乎一样，故工业生产中最佳温度是T3；温度高于T4K 时，以 Cat2为催化剂，CO2转化率下降明显，不同于Cat1和Cat3，主要原因应该是催化剂自身引起的，可能是催化剂失活。12(2021届四川达州市高三一模)甲胺铅碘(CH3NH3PbI3)用作全固态钙钛矿敏化太阳能电池的敏化剂，可由CH3NH2、PbI2及HI为原料合成，回答下列问题：(1)制取甲胺的反应为CH3OH(g)NH3(g)CH3NH2(g)H2O(g) H。已知该反应中相关化学键的键能数据如下：共价键COHONHCNCH键能/kJmol1351463393293414则该反应的H_kJmol1。(2)上述反应中所需的甲醇工业上

55、利用水煤气合成CO(g)2H2(g)CH3OH(g) H0。在一定条件下，将1 mol CO和2 mol H2通入密闭容器中进行反应，当改变某一外界条件(温度或压强)时，CH3OH的平衡体积分数(CH3OH)变化趋势如图所示：平衡时，M点CH3OH的体积分数为10%，则CO的转化率为_。X轴上a点的数值比b点_(填“大”或“小”)。某同学认为上图中Y轴表示温度，你认为他判断的理由是_。(3)工业上可采用CH3OHCO+2H2 来制取高纯度的CO和H2。我国学者采用量子力学方法，通过计算机模拟，研究了在钯基催化剂表面上甲醇制氢的反应历程，其中吸附在钯基催化剂表面上的物种用*标注。甲醇(CH3OH

56、)脱氢反应的第一步历程，有两种可能方式：方式A：CH3OH* CH3O* H* Ea= +103.1 kJmol1方式B：CH3OH* CH3* OH* Eb= +249.3 kJmol1实验证实甲醇裂解过程主要历经的方式为A，试推测可能的原因_。下图为计算机模拟的各步反应的能量变化示意图。该历程中，放热最多的步骤的化学方程式为_。(4)PbI2与金属锂以LiIAl2O3固体为电解质组成锂碘电池，其结构示意图如下，电池总反应可表示为：2Li+PbI2=2LiI+Pb，则b极上的电极反应式为_。(5)CH3NH2的电离方程式为CH3NH2+H2O CH3NH3+OH，电离常数为Kb，已知常温下p

57、Kb=lgKb=3.4，则常温下向CH3NH2溶液中滴加稀硫酸至c(CH3NH2)=c(CH3NH3+)时，溶液pH=_。【答案】(1)-12 (2)25% 小 随着Y值的增大，(CH3OH)减小，平衡CO(g)2H2(g)CH3OH(g)向逆反应方向移动，故Y为温度 (3)方式A所需活化能更低，反应速率更快，更容易进行 CHO*3H*=CO*4H*或CHO*=CO*H* (4)PbI2+2e-=Pb+2I- 或PbI2+2e-+2Li+=Pb+2LiI (5)10.6 【解析】 (1) H=反应物键能总和-生成物键能总和，则CH3OH(g)NH3(g) CH3NH2(g)H2O(g)的H =

58、351+4143+463+3933(4143+293+3932+4632) kJ/mol=12 kJ/mol；(2)初始投料为1 mol CO和2 mol H2，设转化的CO的物质的量为x，列三段式有：CH3OH的体积分数为10%，则有=10%，解得x=0.25mol，所以CO的转化率为=25%；X表示压强，该反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，则CH3OH的体积分数(CH3OH)也增大，b点CH3OH的体积分数(CH3OH)大于a点CH3OH的体积分数(CH3OH)，则X轴上a点的数值比b点小；由图可知，随着Y值减小，CH3OH的体积分数(CH3OH)增大，该反应是放热

59、反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，CH3OH的体积分数(CH3OH)也越大，故Y表示温度；故答案为：小；随着Y值的增大，(CH3OH)减小，平衡CO(g)2H2(g) CH3OH(g)向逆反应方向移动，故Y为温度；(3)方式A所需活化能更低，反应速率更快，更容易进行，所以甲醇裂解过程主要历经的方式应为A；由图象可知，相对能量从112.6降至65.7时，放出的热量最多，放热最多的步骤的化学方程式为CHO*+3H*=CO*+4H*(或CHO*=CO*+H*)；故答案为：方式A所需活化能更低，反应速率更快，更容易进行；CHO*3H*=CO*4H*或CHO*=CO*H*；(4)根据电池总反应可知Li被氧化，应为负极，则b为正极，得电子发生还原反应，根据总反应可知电极反应为PbI2+2e=Pb+2I 或PbI2+2e+2Li+=Pb+2LiI；故答案为：PbI2+2e=Pb+2I 或PbI2+2e+2Li+=Pb+2LiI；(5)根据题意Kb=103.4，所以当c(CH3NH2)=c(CH3NH3+)时，溶液中c(OH)=103.4mol/L，则c(H+)=1010.6mol/L，所以pH=10.6。